铸造热物性参数数据库系统的开发与研究

以层次数据模型为基础,采用树形数据结构和面向对象（ＯＯＰ）技术研究开发了铸造热物性参数数据系统ＴｈｅｒＤｂａｓｅｆｏｒＷｉｎｄｏｗｓ。另外,本文还介绍了有关数据库系统实现的主要原理及算法。     

凝固模拟所用砂型热物性参数的测定和研究

采用反算法对砂型的热物性参数进行实验研究，并用自制的实验测温装置对工厂实际生产的硅砂的热物性参数进行测量，测量值得到模拟结果的验证；为本厂生产汽车后制动鼓铸件进行数值模拟，提供了实用和可靠的热物性参数。     

大型铸钢件热物性参数确定及在凝固模拟中的应用

为确定大型铸钢件砂型热物性参数,对17.5t铸钢试件进行了测温实验;将确定后的热物性参数应用于300t快锻机下横梁铸件凝固过程的模拟。结果表明,400℃时,砂型导热系数最小;温度大于600℃时,砂型比热随温度升高而增大的速度减小。优化设计下横梁铸件冷铁及补贴有利于补缩,可防止缩孔缩松。     

铸造CAE热物性参数库的设计与开发

本文介绍了有关数据库设计及访问的原理和方法,以关系数据库模型为基础,采用OOP技术设计开发了铸造CAE热物性参数库CastDBase,并分析了热物性参数与温度密切相关的特性.     

连续热冲压中热物性参数的研究

以U形件热冲压为例,通过数值模拟、正交试验和函数拟合研究了连续热冲压中模具温度的变化规律以及模具导热率、工件与模具间接触换热系数和冷却水对流换热系数对模具温度的影响。结果表明:连续热冲压U形件时,模具温度在波动中上升,达到热平衡时,波动幅度不再变化。模具温度越低,对工件淬火越有利。增大模具导热率与冷却水的对流换热系数可以降低模具温度;增大工件与模具间接触换热系数,模具温度上升,U形件冷速呈抛物线变化,通过计算可以确定接触换热系数的合理取值范围。     

铸造用型砂热物性参数研究及校正

型砂的热物性参数对铸造凝固过程数值模拟结果有很大影响,得到准确的型砂热物性参数对提升铸造数值模拟的准确性意义重大.本文通过现场试验测得了实际铸造型砂的降温曲线,在仿真模拟软件中对型砂热物性参数进行反算优化,并与现场实测的降温曲线匹配拟合,最终确定出与现场匹配的型砂热物性参数用于今后的数值模拟计算中,提升数值模拟准确性,...     

一类易变形的含锰β凝固γ-TiAl合金热物性参数分析

材料的导热和膨胀性能是影响其应用的重要因素,本文以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金（原子分数,下同）为研究对象,研究了钨、硼微合金化对合金的热扩散速率、热导率、热膨胀性等热物性参数的影响。结果表明,随着W含量提高至1.0 at.%,合金的热扩散率稍有降低,反之B含量提高至0.3 at.%,合金的热扩散率略有增加。W添加降低合金导热性能与其增加组织中βo相含量有关。对于β凝固γ-TiAl合金,γ、α2、βo三相导热能力大小顺序应为γ＞α2＞βo。而B提高合金的导热性能与B在合金中形成的含B第二相粒子有关。W对合金线热膨胀性影响较小,在100~300℃范围内,随着W含量提高至1.0 at.%,合金的平均线膨胀系数稍有降低,相反在更高温度时的影响逐渐减小。TiAl合金的热膨胀系数数值与铸铁相当,低于钢铁、镍基高温合金等材料,在制造诸如活塞这类要求热膨胀系数很低的部件时具有一定的应用价值。     

界面换热系数和型砂热物性参数对凝固过程影响程度的比较

用反算得到的界面换热系数对砂型铸锭的温度场进行了模拟计算。结果表明,对砂型铸锭来说,界面换热系数对铸件温度场的影响很小。然后优化了型砂的热物性参数,用这些参数对砂型铸锭的温度场进行了计算,并与实测温度场进行了对比,发现优化后的型砂热物性参数显著提高了温度场的模拟精度。最后,通过对反算前后砂型铸锭界面换热系数,以及型砂热物性参数修正前后对砂型铸锭温度场模拟平均差的对比,说明同时采用反算后的界面换热系数和修正后的型砂热物性参数,可获得模拟精度最高的温度场,其中热物性参数的影响最为明显。     

基于冷却曲线特征与粒子群算法的铸造热物性参数寻优

针对铸造过程材料热物性参数求解方法适用参数种类少、人工经验依赖度高的问题,根据铸造冷却曲线特征与粒子群优化算法,建立了基于冷却曲线间差异的适应度函数。提出了基于种群搜索状态与粒子适应度排序的惯性权重调整策略,并结合冷却曲线特征适应度的粒子群速度迭代策略,建立了一种铸造过程材料热物性参数寻优方法,并以25G材料为例进行了实际验证。结果表明,试验方法可达到与人工反求法相同的精度,且所需计算次数少、人工经验依赖度低。     

铸件凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟研究分析

简述了铸件凝固过程数值模拟的研究现状 ,重点介绍了铸件凝固过程中热应力场及热裂数值模拟研究的方法和发展趋势 ;指出了基于流变学模型的热应力场和热裂数值模拟是今后的热点研究方向之一。     

铝合金铸件凝固过程效应力数值模拟

通过铝硅合金准固态力学行为和流变性能的测试，获得了该合金铸件凝固过程应力应变本构方程。并在此基础上开发了考虑材料高温力学性能，分析三维轴对称铸件凝固过程热粘弹塑性问题的热应力模拟程序，对带热节铝硅合金铸件的计算表明，计算结果与实验结果吻合较好。     

厚大断面球墨铸铁件凝固过程物理模拟装置的研制

自行研制了操作简单灵活的大断面铸件凝固冷却过程的物理模拟装置——1500℃高温组合武多功能电阻炉.利用该装置控制妒体内小尺寸试样(模拟铸件)的冷却速度,使其近似于大断面铸件局部的冷却过程.结果表明,模拟铸件冷却曲线与Φ590 mmx800 mm的圆柱型大断面球铁铸件冷却曲线相对误差小于1.38%,模拟铸件和实际大断面铸件的显微组织有较好的吻合性.该装置适合于作为大断面铸件研究的实验室研究装置.     

定向凝固试验研究现状

回顾了传统定向凝固的发展概况，指出了其存在的弊端，介绍了国内在新型定向凝固技术方面的发展，综述了国内近些年在电场作用、对流（包括自然对流和强制对流）、变速生长以及熔体过热等条件下的最新定向凝固试验研究进展，对今后定向凝固的研究方向作了展望。     

基于FDM/FEM联合的铸件凝固过程热应力数值模拟的研究

为了模拟铸件凝固过程的热应力场，开发了基于华铸CAE（FDM）和ANSYS（FEM）联合的铸件凝固过程热应力场数值模拟集成系统，并计算了应力框试件的应力和位移。应力框的变形模拟与公认结果符合较好，实现了FDM／FEM联合进行铸件凝固过程的热应力数值模拟，为进一步模拟分析热应力和进行热裂预测奠定了一定的基础。     

数控铣削参数数据库的设计与实现

在探讨数据结构规范化的基础上建立了数控铣削参数数据库,该数据库按切削深度规范化存贮切削数据,可以指导用户选择铣削用量,并计算铣削力、扭矩、功率等参数,实现了铣削速度的泰勒公式插值.     

理化试验报告数据库管理系统

《理化试验报告数据库管理系统》的功能和技术要点。该系统可实现多用户实时使用,各专业报告套格打印。     

铸件热应力及热裂的数值模拟研究

铸件在铸造凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟在实际的生产实践中起着十分重要的作用。本文综合国内外对铸造凝固过程中热应力及热裂数值模拟研究的现状，结合中北大学铸造工程研究中心的实际情况，指出了今后的研究方向和重点：建立适合铸造过程应力场数值模拟的模型，采用有限元软件ANSYS实现铸件热应力场的模拟分析，并计算残余应力。     

基于微机的铸件凝固过程应力数值模拟及工程应用

开发了基于微机平台的FDM／FEM集成应力分析系统，对复杂大型铸件的凝固过程热应力进行三维数值模拟；比较了鼓风机机壳在两种不同工艺方案中的残余应力，并且分析了对水轮机长轴头的热裂倾向。